气质联用系统
基本原理

电子轰击电离 (EI) 在高真空条件下运行，电离能量相对较高 (70 eV)。它通常被称为“硬”电离技术，因为由此获得的谱图包含大量的碎片离子且分子离子丰度较低。EI 的优点包括可重现的质谱数据和大量可用的谱库。例如，NIST EI 谱库包含 300000 多种独特的化合物，使 EI 成为化合物鉴定的理想选择。

化学电离 (CI) 向 GC/MS 离子源中引入了试剂气体，如甲烷或氨气。试剂气体分子在 CI 离子源中电离并形成离子，然后与离子源中的分析物分子反应。传统上，CI 被称为“软”电离技术，因为它的电离能量较低，相较 EI 而言碎片离子更少。一般情况下（但并非总是如此），正离子 CI 可以保留分子质量为 ^M+1 的离子，负离子 CI 可以保留分子质量为 ^M–1 的离子。此外，CI 有时会生成加合物，如 M+C2H5 (C2H5 = 29) 和 M+C3H5 (C3H5 = 41)。CI 的替代方案是低能量 EI，Agilent 7250 GC/Q-TOF 具有该功能。这种软件控制的功能有助于更轻松地保留分子离子进行鉴定。

超过 90% 的气相色谱系统 90% 以上的时间都是运行 EI。尽管 CI 不太常用，但一些 CI 技术确实能提供比 EI 更出色的结果。

安捷伦提供多种类型的离子源和不同直径的透镜，大幅提高在不同应用场景下的性能。

• 我们的 Hydro 惰性离子源使用氢气载气提高色谱效率和谱图保真度。
• 独特的 Agilent JetClean 智氢洁离子源可大大减少甚至消除安捷伦单四极杆和三重四极杆气质联用系统的离子源清洁需求。观看实际运行。

GC/MS/MS 是指执行多个碎裂和过滤步骤的高选择性操作模式，如 GC/TQ 上的多反应监测 (MRM)。在第一个四极杆处应用一个质量过滤器，然后在碰撞池中进一步碎裂，然后在第二个四极杆处应用另一个质量过滤器。

扣除背景后，会将新获得的未知化合物质谱与数据库中已知化合物的谱库进行比较。此时会使用一种算法来匹配新谱图和数据库谱图之间的质荷比及其相对丰度，并得到匹配得分。常用的谱库包括 NIST、Wiley 和 Maurer/Pfleger/Weber，其中包含数十万种化学物质的谱图。您还可以了解安捷伦的一系列谱库。

首先，通过几种已知浓度的待测分析物对质谱仪进行校准。您的数据系统将通过绘制这些标称浓度与每种浓度下响应丰度的关系图来创建校准曲线。然后，您可以将新获得的数据中分析物的丰度与该校准曲线进行比较。

通过单四极杆或三重四极杆 GC/MS 测量的大多数分子在其响应曲线中都具有线性区域。当越接近检出限时，响应线性越差，当越接近检测器饱和状态时，线性也会越差。一般情况下，两个极限值之间可能存在 3–4 个数量级的线性范围，但也有可能获得更宽的线性范围。

分子会产生相应的质谱。当同位素离子（如 C¹² 和 C¹³）之间的质量数发生变化时，对应的分子质量也会发生变化，MS 分析仪会检测到这种变化。相应的质谱将基于丰度反映这种质量强度差异。

GC/MS 仪器的灵敏度足以检测相同元素的不同同位素所产生的离子之间的差异。同位素的存在通常可用作选择性鉴定不同化合物的工具，尤其适用于 GC/Q-TOF 所采集的数据。

首先，执行仪器自动调谐，调整 GC/MS 系统中离子源和四极杆的电子设定值，以获得理想性能。然后，运行一些已知样品，并将其谱图与已知标准品的谱图进行比较。可以定期执行校验调谐，以检查调谐是否符合预期性能。

是，因为样品会暴露于电离条件下。但庆幸的是质谱只需使用少量样品，通常低至 1 µL。现代 GC/MS 仪器通常用于检测低至 ppb 级的浓度。此外，如有需要，您可以使用微板流路控制装置分流样品，以便使用其他气相色谱检测器进行同时分析。

高分辨 GC/MS 是指气相色谱仪与具有高分辨功能的质谱仪的联用系统。例如配备四极杆飞行时间检测器的 GC/Q-TOF，它可以在宽动态范围内提供全谱高分辨精确质量数据 (HRAM)。

高分辨 GC/Q-TOF 可通过 GC/MS 进行精确质量筛查，并可通过 MS/MS、低能量电子轰击电离和互补的化学电离技术提供增强的化合物鉴定。

安捷伦提供标准柱、质谱专用柱、超高惰性 (UI) 和超低流失 (Q) 气相色谱柱。

标准色谱柱适用于常规应用，但随着检测器灵敏度的提高，各种背景噪音会变得更加明显。对于质谱仪 (MS) 来说，有多种因素会导致谱图中产生背景噪音，其中之一就是色谱柱流失。

质谱专用柱的柱流失相比标准柱减少约 50%，因此非常适合与 MS 等高灵敏度检测器配合使用。

安捷伦超高惰性气相色谱柱采用了额外的处理工艺，对活性化合物具有更高的惰性，从而减少了出现峰拖尾、杂峰、分离度降低和信号丢失等色谱问题的可能性。

安捷伦超低流失色谱柱 (Q) 将超高惰性表面去活技术与超低流失化学技术相结合，可提供出色的信噪比和质谱数据可靠性与完整性，确保为实验提供稳定可靠的色谱柱性能。Q 色谱柱是 GC/TQ 和 GC/TOF 以及痕量分析应用的理想选择。

气相色谱中常用的固定相是 1、5、624 和 Wax。这些色谱柱的范围从非极性到极性，备齐这些色谱柱是一种明智的做法。其中，最常用的色谱柱是 5 或 5ms 固定相，也是选择色谱柱填料时一个不错的起始选择。特别是对于质谱而言，DB-5ms UI 或者 DB-5Q 是非常出色的通用型色谱柱。

这取决于要分析的化合物以及（在一定程度上取决于）使用的消耗品。例如，在分析氘代 PAHs 时不能使用碳砂芯衬管，因为这些化合物会与碳结合。以下是一些通用选择指南。

• 选择的内标应不会出现在标准品中，且性质稳定、无活性，并可能与混合物中的化合物有关（非必须）。
• 该化合物应位于洗脱顺序的中间位置。使用多种内标时，应确保它们分散在洗脱顺序的不同位置。
• 在整个校准曲线中，将内标保持在同一浓度。如果检测浓度范围为 0.1–50 ppm，则应选择易于识别这些内标的浓度，如 10–20 ppm。在每个校准标样中，内标浓度保持 10 ppm，目标化合物的浓度范围为 X–Y。
• 如果目标化合物的氚代形式可用（且成本不高），该物质则可能是最适用的内标。

遗憾的是，答案并不总是那么简单。例如：

• 六种氘代 PAHs 可用于 EPA 8270 和 EPA 525（食品中农药的 GC/MS 和 GC/MS/MS 分析）。
• 一些分析人员单独使用菲-d10 进行农药分析。
• 在对异狄氏剂和 DDT 分解进行 GC-ECD 研究时，林丹 (γ-BHC) 可用作“内标”，它是一种稳定的农药，可提供良好、一致的 GC-ECD 反应。
• 根据 EPA 521 中的建议，在利用 GC/MS/MS 分析水中的某些亚硝胺时，可以使用 N-亚硝基二正丙胺-d14 (NDPA-d14)。
• 二碘苯已被用作法医毒理学工作的内标。

安捷伦培训中心的免费课程展示了 MRM optimizer 如何帮助您开发用于 MRM 和 SRM 的 MS/MS 方法：GCMS-7000-2090r — 如何为三重四极杆气质联用分析选择子离子。

在此录制版讲座中，Frank J. Van Lenten 博士将带您了解 MRM 方法开发的初始步骤，包括母离子和子离子的选择。讲座中将介绍几种不同的情况，帮助您更高效地开发 MRM 方法。本次研讨会使用基于 MassHunter GC/MS 采集软件 B.07.05 和 MassHunter 定性分析 B.07.00 运行的 Agilent 7000 三重四极杆气质联用系统进行讲解。

涉及的主题：

• 根据 MS1 扫描或谱库数据确定母离子。
• 子离子扫描中涉及哪些工作？
• 是否使用轮廓或棒状数据？
• 在 MassHunter 采集软件中设置子离子扫描。
• 使用设计实验助手创建生产扫描序列。
• 使用 MassHunter 定性分析查看数据。

单四极杆

单四极杆是最通用常规、简单易用且稳定可靠的质谱仪。根据离子源和所需电离类型（软电离或硬电离）的不同，安捷伦单四极杆气质联用系统产品系列包括多种型号。您选择的类型取决于目标分析物、灵敏度以及希望的分析物碎裂程度。数据可以在扫描模式或选择离子监测 (SIM) 模式下采集，您还可以根据所需的离子数量调整扫描速度。单四级杆气质联用系统采用能大幅提高实验室效率的新技术，旨在始终如一地提供可靠、稳定的性能。

三重四极杆

三重四极杆也称为串联四极杆，它并不总是由连成一排的三个四极杆组成。偶尔中间会有一个六极杆或八极杆，但仍使用“三重四极杆”这一术语。使用三重四极杆时，额外的碰撞池和四极杆允许检测更低的浓度，且选择性更高。您也可以像运行单四极杆一样在扫描或 SIM 模式下运行三重四极杆。利用单四极杆和三重四极杆，可使用多个谱库和数据库来帮助鉴定未知物。

飞行时间 (TOF) 和四极杆飞行时间 (Q-TOF)

在 TOF 中，离子在漂移（飞行）管中飞行一段已知的距离，较小的离子比较大的离子移动得更快。质荷比基于离子到达检测器所需的时间。这一过程可实现质谱的高分辨率和更高的选择性。Q-TOF 将四极杆与 TOF 相结合，具有多种额外的优势。它具有更高的质量数准确度和分辨率，使其成为鉴定未知物和表征复杂样品的理想选择。它还拥有出色的动态范围，可在一次运行中检测低丰度和高丰度离子。最后，Q-TOF 可确保精确定量，并具有全扫描能力，可一次性捕获所有离子。因此，如果您正在寻找精确质量数和定性分析工具，Q-TOF 是理想的质谱仪选择。

如果化合物是“未知的未知物”，并且需要进行化合物发现，则使用 GC/Q-TOF。该仪器具有可帮助确定碎片和潜在化合物身份的软件。如果化合物“对我来说未知”，可以在扫描模式下使用 GC/MS（但 GC/Q-TOF 仍然是痕量水平分析的理想之选）。从通用 GC/MS 方法开始（例如，使用较慢的柱温箱升温速率和较长的最终保持时间的方法），确保所有物质都从色谱柱中洗脱。确保运行溶剂空白以从溶剂中扣除任何背景，如果进行样品前处理，还可能运行方法空白。此外，确保扫描范围足够大，能够检测可能的目标化合物。通常，40–500 amu 是一个不错的开始范围。Agilent MassHunter 未知物分析等软件程序与 NIST23 等谱库的组合可以帮助检查色谱图中的峰。NIST 谱库并不包含所有化合物，但它非常全面。根据使用的色谱柱，可能会出现共流出峰。要识别峰，可能需要在具有不同极性的第二根色谱柱上进行分析。

答案是肯定的。我们建议您建立化合物校准曲线并使用内标，帮助避免因进样不当或检测器轻微波动而出现的问题。与扫描模式相比，选择离子监测 (SIM) 模式的灵敏度更高，因为您可以专注于要分析的离子。此外，如果在 SIM 模式下运行分析方法，我们建议在扫描模式下平行运行此方法。通过这种方式，在您怀疑化合物偏离 SIM 窗口时，可以验证保留时间并根据需要更新 SIM 窗口。